[其他]岩石基础自锚式紧固装置

说明书

本实用新型是用于在岩石上做铁塔基础的一种自锚装置。在高压送电线路、架空索道运输线路以及微波传送路等工程中，都需要大量的铁塔，这些铁塔有许多是要建在岩石基盘上，并且大部是处在高山地区。目前对这些基础多是采用传统的施工方法，即把本来很坚固的岩石进行大面积爆破开挖，再用大块混凝土现场浇制的办法固定地脚螺栓，不但耗费材料多、成本高、施工周期长，而且劳动强度大，线路施工极度分散，流动性大，尤其在高山上施工，缺少动力和水源，运输也很困难，是一个急待解决的问题。近年来，美国和加拿大等国曾先后利用高分子粘结剂将地脚螺栓直接粘在岩石钻孔中，作为铁塔基础，取得了一些进展。国内水电部门在送电线路建塔中，也开始用混凝土作为粘结材料，将底端焊有园环的地脚螺栓粘固于直径较大的岩石钻孔内，做成钻孔直锚式岩石基础，效果较好，可以达到技术要求。但由于直锚结构本身不具有紧固作用，只是靠混凝土的粘结力粘固，因此需要较大的钻孔，一般要求孔径为φ80－－100毫米，以提高承载能力和便于浇灌混凝土。为了钻孔径为80－－100毫米的钻孔，则必须用较大的钻机来完成，并且需要动力和水。这对于在运输、动力和水源都极困难的山区进行流动性施工的工程，利用较大的钻机作业，是很难实现的。而适合野外山区作业的现有轻便式内燃凿岩机，其最大凿孔直径只有φ50毫米，不能满足大钻孔的要求。由于钻孔设备和钻孔条件没有解决，致使直锚式岩石基础在使用上受到很大局限，难于普及，除送电线路在较平缓地区少量使用外，其它线路均未采用。

本实用新型的目的是为了提供一种适合高压送电线路、架空索道运输线路以及微波传送线路等一切建塔工程需要的岩石基础自锚式紧固装置。该装置是利用机械锁紧的作用，将地脚螺栓锁固于钻孔内，实现孔底自锁，加大了基础的承载能力。这种自锚式紧固紧置，要求钻孔直径较小，如安装目前大型铁塔用的最大地脚螺栓M42所要求的钻孔直径也不大于φ50毫米，这样就可以利用现有的适合野外山区作业的轻便式内燃凿岩机进行凿孔，既不用外加动力，也不需要水，并且可以随身携带翻身越岭进行流动作业，解决了在山区钻大孔的难题，实现了直锚式岩石基础作业法在高山上难于应用的问题。如此，本自锚式坚固装置在岩石集中的平原和山区均可以广泛普及应用，尤其在高山上施工，更能显示其优越性。从而发展了岩石基础的锚固技术。

本实用新型是根据工程对象的实际情况，力求以最简单的结构，便于加工制造和安装使用，并考虑到施工现场可能提供的钻孔设备和手段等具体条件，而创制的一种自锚式紧固装置。该紧固装置的结构如附图所示，全部紧固装置只有锁紧螺母1和地脚螺栓2两个零件。锁紧螺母1为一外径与地脚螺栓外径相等的圆钢管，钢管的一端车有内螺纹，另一端做成薄壁筒，在薄壁筒高度的中间对称钻四个孔，薄壁筒端部做成一小段内锥体并对称分割成四片。地脚螺栓2的装入端也车有螺纹，与锁紧螺母1相配。使用时将锁紧螺母拧于地脚螺栓上，拧紧后薄壁筒上的四片锥体借助于锥面的作用即产生予紧力并带有微量膨胀，以防止开始安装时锁紧螺母在孔内转动。钻孔的装配部分（长度约100毫米）名义直径与锁紧螺母外径相等，钻孔其余部分的直径比地脚螺栓外径大4－－6毫米，地脚螺栓下入钻孔时的开始部分比较顺利，当下至钻孔的装配部分时因锁紧螺母的予膨胀而形成过盈，此时需用锤头将地脚螺栓打入至要求位置，迫使锁紧螺母卡紧在孔壁上不能转动，然后扭转地脚螺栓，使此两零件在孔内产生相对运动，锁紧螺母的薄壁筒部分则受到偏心压缩产生一向外膨胀的弯矩，而弯矩最大的位置是处于薄壁筒高度的中间断面，由于该断面钻有四个孔而削弱了其抗弯能力，形成应力集中，继续扭转地脚螺栓必然造成该处局部变形，当变形达到与钻孔壁接触时即产生接触应力，此接触应力将随着扭转地脚螺栓的扭矩的增大而逐步加大，当该应力值超过岩石的破碎强度时，岩石即开始破碎，锁紧螺母因变形而形成的四段尖状体即扎入孔壁的岩石内，继续对地脚螺栓施加扭矩，扎入岩石的深度将增加，扎入部分与岩石的接触面积也将增大，如此岩石抵抗侵入的能力也随之增大，当锁紧螺母扎入岩石的力量与岩石的抵抗力量平衡时，安装即告完成，自锚紧固便得以实现。施加扭矩要随着岩石的硬度而增大，其数值为40－－60公斤力米。

固化剂（如附图中3所示）是本实用新型的一个组成部分。它是在地脚螺栓装入钻孔之前浇入钻孔的，浇入固化剂与装入地脚螺栓应连续进行。使用固化剂的目的是为了使地脚螺栓、锁紧螺母与钻孔岩壁形成一个坚固的整体，增加了承载能力，同时也对钻孔岩壁和地脚螺栓起封闭和保护作用。固化剂是一种经超细处理的外加木质素磺酸盐减水剂的特制水泥型材料，其粒度小于70微米，减水剂用量为0.3％，现场使用时加入45％清水搅拌即成。